JPH0244375B2

Capacitance type material level indicator

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Expired 16 August 2003, 23.1 years ago.

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28 claims: 28 independent, 0 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 1 容器22内の材料28レベルの関数として、静電容量の変動に応動するように前記容器内に設けられている静電容量プローブ20を含む共振回路14,20と;前記静電容量プローブ20を含む前記共振回路14,20に連結されている発振器手段10と;プローブの静電容量の関数として前記発振器手段での位相角の変動に応動する位相検出手段32と;前記容器内の所定の材料レベルを示す基準静電容量を同定するための校正手段34と;さらに、前記位相検出手段32および前記校正手段34に応動して、前記プローブの静電容量と前記基準静電容量との間における差の関数として、前記容器内の材料レベルを表示するための手段36,38とから成る、容器22内の材料28のレベルを表示するためのシステムにおいて:前記校正手段34が;前記位相検出手段32に応動する位相検出手段からの第1の入力と、基準手段からの第2の入力と、さらに前記第1及び第2の入力の間の比較に応動する出力とを備えた比較手段54と;前記第2の入力に接続され、前記基準静電容量を示す基準手段56と;さらに、前記共振回路14,20又は前記基準手段56の動作特性を変えるための手段44~50又は50,106又は50,106~114とを含み;前記比較手段54の出力が前記動作特性を変えるための手段に接続され、前記第1及び第2の入力間の所定の比較値を得ることを特徴とする、静電容量型材料レベル表示器。
  2. 2
    2 前記校正手段34は:校正動作を始動するための始動手段40を含む自動校正手段と;前記始動手段に応動し、前記共振回路14,20又は前記基準手段56の前記動作特性を連続的に変えるための手段と;さらに前記比較手段54の前記出力に応動し、該出力が、前記位相検出手段32からの前記第1の入力と前記基準手段56からの前記第2の入力との間の比較が所定の値に達した場合に、前記校正動作を終了させるための終了手段とを含んでいることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  3. 3
    3 前記校正手段は:前記プローブ20とは別個に、前記共振回路14,20に接続された第2の可変静電容量を含み、プローブの静電容量と前記第2の静電容量との関数として、独立に前記共振回路14,20の動作特性を変えることが可能であり;さらに、前記校正動作の間、前記プローブ20とは独立に、前記第2の静電容量を自動的に変えることが可能な手段48a~48f及び44を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  4. 4
    4 前記始動手段40に応動する前記校正手段は:前記始動手段40に応動して、それ自体をリセツトするための手段52を含むカウンタ手段50と;前記比較手段54に応動し、前記校正動作中に前記カウンタ手段の動作を可能ならしめるための手段と;前記校正動作中に前記カウンタ手段における計数を変えるための手段10と;さらに、前記カウンタ手段における計数に応動して、前記共振回路14,20又は前記基準手段56の動作特性を変えるための計数応動手段44~48又は106~114とを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  5. 5
    5 前記計数応動手段は、前記共振回路の共振特性を前記計数の関数として変えるための手段44~48又は106~114を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  6. 6
    6 前記共振回路は前記静電容量プローブ20と並列に接続されている静電容量手段46a~46fおよびインダクタンス手段44を含み;さらに前記計数応動手段は前記静電容量手段の静電容量を変えるための手段48a~48fを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第5項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  7. 7
    7 前記静電容量手段は複数のコンデンサ46a~46fを含み;さらに前記計数応動手段は、前記カウンタ手段50に応動して、前記複数のコンデンサを前記共振回路へと選択的に接続するためのスイツチ手段48a~48fを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第6項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  8. 8
    8 前記インダクタンス手段44は複数のコイル巻回数を持つインダクタを含み;前記複数のコンデンサ46a~46fは、前記複数のコイル巻回数間において電気的に隔置される場所に接続され、前記静電容量手段の静電容量を、前記スイツチ手段48a~48fに応答して、前記コンデンサの公称静電容量と前記複数のコイル巻回数間における前記コンデンサの接続との相関関数として、変えることが可能なことを特徴とする、特許請求の範囲第7項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  9. 9
    9 前記カウンタ手段50は、数値の重みの順序に関し、対応する計数ビツトを示す複数の出力を備えたデジタルカウンタを含み;前記スイツチ手段48a~48fは、各々が対応せる前記カウンタ出力によつて選択的に制御される複数の電子スイツチを含み;さらに前記複数のコンデンサ46a~46fは、前記スイツチ及び前記隔置された場所に接続され、その対応するカウンタ出力の数値の重みの直接関数として、前記静電容量を変えることが可能なことを特徴とする、特許請求の範囲第8項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  10. 10
    10 前記共振回路手段は、前記静電容量プローブ20と並列に接続されている静電容量手段104及びインダクタンス手段102を含み;さらに前記計数応動手段は、前記インダクタンス手段におけるインダクタンスを変えるための手段106~114を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第5項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  11. 11
    11 前記計数応動手段は、可変の直流電流を前記計数の関数として前記インダクタンス手段へ供給するための手段106~114を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第10項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  12. 12
    12 前記カウンタ手段50は、デジタルカウンタを含み;前記計数応動手段は、前記インダクタンス手段102を直流電位源に操作可能に接続するトランジスタ110を備えた可変の直流源と、さらに前記カウンタ出力をを前記トランジスタの制御電極に接続するデジタル-アナログ変換器手段106とを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第11項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  13. 13
    13 前記トランジスタ110を介して、前記発振器手段10を前記共振回路に接続するための手段12,112をさらに含むことを特徴とする、特許請求の範囲第12項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  14. 14
    14 前記計数応動手段は、前記比較手段54の前記第2の入力に接続されている前記基準手段56を、前記計数の関数として変えるための手段106を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  15. 15
    15 前記比較手段54は、前記位相検出手段32からの前記第1の入力と前記基準手段56からの前記第2の入力との間における電圧差に応動する手段を含み;さらに前記計数応動手段106は、前記基準手段によつて前記第2の入力に印加される基準電圧を変えるための手段を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第14項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  16. 16
    16 前記カウンタ手段50はデジタル・カウンタを含み;さらに前記計数応動手段106は、アナログ電圧を前記計数の関数として前記第2の入力に印加するためのデジタル-アナログ変換器手段を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第15項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  17. 17
    17 前記カウンタ手段50に連結されていて、電源の故障に際し前記カウンタ手段における前記校正計数を維持するためのバツテリ64を持つ手段をさらに含むことを特徴とする、特許請求の範囲第5項乃至第16項のいずれかに記載の静電容量型材料レベル表示器。
  18. 18
    18 校正動作を始動するための前記始動手段40はオペレーター応動手動押釦を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第2項乃至第17項のいずれかに記載の静電容量型材料レベル表示器。
  19. 19
    19 校正動作時間を表示するために、表示器手段60と、さらに前記表示器手段を前記比較手段54の前記出力に接続する手段58とを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第18項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  20. 20
    20 前記表示器手段を接続する前記手段58は、接触通路と、そして前記比較手段の前記出力に接続されている制御電極とを持つ固体スイツチを含んでおり;さらに前記表示器手段60は、直流源を横切つて前記接触通路および前記押釦40に直列に接続されているLEDを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第19項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  21. 21
    21 前記位相検出手段32および前記校正手段34に応動する前記手段36,38は、前記位相検出手段32に接続されている第1の入力と、前記校正手段34に接続されている第2の入力と、そして前記第1および第2の入力間におけるスレツシヨルド差の関数として第1および第2のデジタル状態間で変化する出力とを備えた、比較手段70を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第1項乃至第21項のいずれかに記載の静電容量型材料レベル表示器。
  22. 22
    22 前記スレツシヨルド差を選択的に変えるための手段62,80~86をさらに含むことを特徴とする、特許請求の範囲第21項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  23. 23
    23 前記スレツシヨルド差を選択的に変えるための手段は、少なくとも1つの抵抗器80,82と、さらに前記第2の入力を横切つて前記少なくとも1つの抵抗器を選択的に接続するための手段84,86とを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第22項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  24. 24
    24 前記位相検出手段32と前記比較手段70との間に接続されていて、前記位相検出手段に応答して選ばれた遅延時間だけ前記比較手段70の動作を遅延させるための手段75をさらに含むことを特徴とする、特許請求の範囲第21項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  25. 25
    25 前記遅延時間を選択的に変えるための手段72,74,76,78をさらに含むことを特徴とする、特許請求の範囲第24項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  26. 26
    26 前記遅延時間を選択的に変えるための手段は、少なくとも1つのコンデンサ72,74と、そして前記少なくとも1つのコンデンサを前記比較手段70の前記第1の入力に選択的に接続するための手段76,78とを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第25項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
  27. 27
    27 さらにフエールセーフ手段90~94を含み;該フエールセーフ手段が、前記比較手段70の前記出力に接続されている第1の入力と、第2の入力を備えた排他的-論理和(OR)手段90と、さらに高レベル又は低レベルのいずれかのデジタル信号に、前記第2の入力を選択的に接続するための手段92,94を含んでいることを特徴とする、特許請求の範囲第21項乃至第26項のいずれかに記載の静電容量型材料レベル表示器。
  28. 28
    28 前記排他的-論理和手段90の前記出力に接続されていて、材料レベルを示すためのリレー手段100,102をさらに含むことを特徴とする、特許請求の範囲第27項に記載の静電容量型材料レベル表示器。
Independent claims28